JPS6033170B2 - 加熱炉制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加熱炉燃焼制御における抽出目標温度を抽出
後の実測表面温度を用いて予測する制御装置に関するも
のである。

加熱炉抽出直後の材料表面には加熱炉内における鉄の酸
化により発生するスケールと称する酸化鉄の被覆がつい
ている。

したがって加熱炉出側に温度計を設置し温度を測定して
もスケール表面の温度を測定することになり真の材料表
面温度を実測したことにならず、しかも抽出直后の材料
の内部温度分布は明らかではないので仮に抽出直后の表
面温度が実測できたとしてもこの測定値を抽出温度と考
えると加熱炉制御そのものを誤ったものにする。すなわ
ち加熱炉制御においては加熱炉内における熱収支を考え
るがこの場合抽出スラブの顔熱Ｑを知る必要があるが、
この顕熱ＱはＱ＝Ｗ・Ｃ・Ｔ＾ｖ
…ＩＷ＝スラブの重量Ｃ＝ 〃 比熱 Ｔ＾ｖ＝ 〃 平均温度 であり、スラブの表面温度ではなくスラブの平均温度を
知ることが必要である。

一方抽出直后のスラブの内部温度分布は当然のことなが
ら加熱炉内では表面から加熱されるので表面温度は内部
温度よりも高くなっておりその偏差も加熱炉の燃焼状態
により一様ではない。したがって抽出直後のスラブ表面
温度を実測しようとすることは有意義ではない。

この発明は上記のような実情に鑑みて成されたもので加
熱炉抽出後所定時間を経過した材料の表面温度を実測す
る温度計と、上記表面温度と上記加熱炉抽出から上記表
面温度測定までに要する所要時間および上記材料の板厚
とから上記材料の加熱炉抽出時点における平均温度を演
算する演算装置とを備え、上記平均温度により加熱炉の
燃焼制御を行うことにより良好な精度で運転可能な加熱
炉制御装置を提供することを目的としたものである。

以下、この発明の一実施例における加熱炉制御装置の構
成を第１図に基づいて説明する。

図において、１は加熱炉２により加熱后抽出された材料
、３は材料が抽出されたことを検出する検出器、４は材
料を被覆しているスケールを除去するためのスケールブ
レーカー、５は材料の表面温度を実測する温度計であり
、６は演算装置、７は加熱炉燃焼制御装置である。いま
加熱炉２から材料１が抽出されたタイミングを時刻ｔ＝
０とし、抽出された材料は搬送され、スケールブレーカ
ー４において高圧水によりスケールを吹き飛ばすと同時
に水冷により材料を冷却されてながら温度計５直下まで
搬送されるとする。

第２図に示すようにＴＡｖ＝加熱炉２抽出時材料平均温
度予測値Ｔ，＝スケールブレーカー４入口における材料
平均温度予測値Ｌ＝スケールブレーカー４出口における
材料平均温度予測値Ｔ３＝温度計５により測定した材料
表面温度Ｔ３＝温度計５の位置での材料平均温度予測値
ィ．＝加熱炉抽出からスケールブレーカー４入口までの
材料搬送所要時間７２＝スケールブレーカー４入口から
出口までの材料搬送所要時間７３＝スケールブレーカー
４出口から温度計５直下までの所要時間とする。

このとき温度計５で実測した材料表面温度Ｔｓからどの
ようにして加熱炉抽出時の平均温度ＴＡｖを予測するか
以下に述べる。いま温度計５にて材料表面温度を実測し
た時の内部温度分布は加熱炉抽出およびスケールブレー
カー４通過后ある時間以上経過していればほ）、空冷状
態での定常分布をしていると考えて良い。

したがって実測した材料表面温度Ｔｓより平均温度Ｔ３
はＴ３＝Ｔｓ＋△Ｔ
…２△Ｔ＝Ｋ・日（Ｔｓ＋２７４）４
…３と求めることができる。

ただし式３においてＫは材料の熱伝導率や韓射率より求
まる定数であり、印ま材料板厚である。したがってスケ
ールブレーカー４出口での材料平均温度はとし、最初ｄ
Ｌ＝０とおいて式４を数回くり返し計算して予測するこ
とができる。

ただし式４においてＫ３は定数である。スケールブレー
カー４内部においては高圧水を材料表面に噴射し、スケ
ールを飛散させるので同時に材料は水冷されることにな
る。

輯射による放熱も含めてスケールブレーカー４内部にお
ける熱流束（単位時間の放熱量）をＱｗとするとＴ．三
Ｔ２十青ＱＷ．丁２ …５と表わされる。

ただしＫ２は定数である。また加熱炉抽出時の材料平均
温度ＴＡｖはスケールブレーカー４入口での材料平均温
度Ｔ，からとし、最初ｄＴ，＝０とおいて式６を数回く
り返し計算することにより予測することができる。

したがって式２，３，４，５，６よりＴ＾Ｖ＝ｈ＋｛Ｋ
．日（ＴＳ＋２７３）４十筈〈Ｔ′＋２７３）４７，十
帯Ｍ２十台（Ｔ″＋２７３となり、結局加熱炉抽出時の
材料平均温度Ｔ＾ｖを温度計５により測定した材料表面
温度Ｔｓおよび加熱炉抽出から温度計まで搬送されるま
でそれぞれの搬送所要時間ヶ，，？２および７３と材料
厚板印こより予測的に求めることができる。

したがって先に述べた加熱炉制御において抽出スラブ顕
熱、Ｑを予測的に知ることができると共に、次のような
ことを行うことができる。

すなわち加熱炉燃焼制御装置７において加熱炉２に装入
された材料を与えられた在炉時間で目標抽出温度Ｔ＾ｖ
に厚み方向の温度偏差がある範囲内に収まるように焼き
上げるように加熱炉に吹き込む燃料流量を制御している
。

しかしながら加熱炉燃焼制御装置７に何んらかの誤差を
生じて、前述したような方法で温度計５の実測表面温度
を用いて逆算した抽出平均温度ＴＡｖが目標抽出温度Ｔ
Ａｖと異ることが発生する。この場合加熱炉燃焼制御装
置７において目標抽出温度Ｔ＾ｖをＴ＾ｖ：Ｔ′＾ｖ−
Ｑ（Ｔ＾ｖ−Ｔ′＾ｖ） …８と補正する。

式８においてｒＡｖは補正前の目標抽出温度、Ｑ‘ま定
数でＯＳＱＳＩを範囲の適当な値とする。このような補
正を行うことにより精度良い加熱炉燃焼制御を行うこと
ができる。

以上のように、この発明によれば加熱炉抽出後所定時間
を経過した材料の表面温度を実測する温度計と、上記表
面温度と上記加熱炉抽出から上記表面温度測定までに要
する所要時間および上記材料の板厚とから上記材料の加
熱炉抽出時点における平均温度を演算する演算装置とを
備え、上記平均温度により加熱炉の燃焼制御を行うこと
により良好な精度で運転可能な加熱炉制御装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における加熱炉制御装置の
概略構成を示すブロック図、第２図は加熱炉抽出時にお
ける材料平均温度予測値と、温度計により実測された材
料表面温度との関係を示すための曲線図である。 図中、１は材料、２は加熱炉、５は温度計、６は演算装
置、７は加熱炉燃焼制御装置である。 第１図第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱炉抽出後所定時間を経過した材料の表面温度を
   実測する温度計と、上記表面温度と上記加熱炉抽出から
   上記表面温度測定までに要する所要時間および上記材料
   の板厚とから上記材料の加熱炉抽出時点における平均温
   度を演算する演算装置とを備え、上記平均温度により加
   熱炉の燃焼制御を行うようにしたことを特徴とする加熱
   炉制御装置。